铁路通信概论(共27页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上铁路通信概论一、概述铁路通信信号是运输生产的基础,是铁路实现集中统一指挥的重 要手段,是保证行车安全、提高运输效率和改进管理水平的重要设施。 铁路通信网应满足指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络等要 求,做到迅速、准确、安全、可靠。应能够传输电话、电报、数据、 传真、图像等话音和非话音业务信息等。铁路通信是专门为铁路的运输生产、经营管理、生活服务等建立 的一整套通信系统。铁路通信主要由传输网、电话网和铁路专用通信网组成 。传输系统主要以光纤数字通信为主,为信息的传递提供大容量的 长途通路;电话交换以程控交换机为主要模式,利用交换设备和长途话路, 把全路各级部门联系

2、在一起。铁路专用通信直接为运输生产第一线服务,必须保持良好的通信 质量,做到迅速、准确、安全、可靠。铁路专用通信一般是指专用于组织及指挥铁路运输及生产的专用 通信设备。这些设备专用于某一目的,接通一些所指定的用户。一般 不与公务通信的电报、电话网连接。铁路专用通信系统主要 包括调度 电话、专用电话、公用电话以及区间电话和站间电话等 。此外还为铁路调度集中系统 (CTC、牵引供电远动系统、车辆故障检测系统、自动 闭塞、电力远动系统和低速数传系统提供传输通道。铁路专用通信系 统的另一重要内容是 铁路站场通信 。站场通信主要服务于铁路站场, 用户线以站场值班室为中心向外辐射,用户集中在几十平方米到几

3、平 方公里的范围内。站场通信包括站场专用电话、扳道电话、车站扩音 对讲设备、站场扩音设备、站场无线电话等。现就铁路专用通信主要 内容及发展分述如下。(一调度电话调度电话是铁路各级业务指挥系统使用的专用电话,均为封闭式 的专用电话系统。铁道部至各铁路局间设干线调度电话;铁路局至局 管内各铁路分局、编组站及区段站间设局线调度电话。这两种调度电 话分别利用干、局线通信通道组成调度通信网,所用的设备和行车调 度电话设备相似 。 铁路基层使用的调度电话有以下几种。1.列车调度电话列车调度电话供列车调度员与其管辖区段内所有的分机进行有关 列车运行通话之用。在列车调度回线上,只允许接入与列车运行直接 有关的

4、车站 (场 值班员、车站调度员、机务段 (或折返段 值班员、以 及列车段 (或车务段 值班员、 机车调度员及电力牵引变电所值班员处。 列车调度电话应能使调度员迅速方便地呼叫区段内的任何一个车 站 (单呼 、或一批车站 (组呼 或区段内的全部车站 (全呼 ,并与他们 互相通话;任何车站也可以方便地对列车调度员呼叫并进行通话。 为了更加灵活方便地进行调度电话通信,列车调度电话必要时还应能使调度员与该区段中行进的列车司机相互通话,为了适应这种情 况,还需列车无线调度电话。因调度区段的划分或传输衰减的要求, 也采用遥控电路组成有线和无线相结合的无线列调系统。我国铁路区 段上也有将列车调度电话 (有线

5、,通过转接设备与列车无线调度电话 联接起来,构成有线一无线列车调度电话系统,如图 1 1所示。 图 1-l 有线 -无线调度电话系统示意图TW 铁路车站无线电台; ZJ 有线 -无线转换设备; DZ 有线调度总机; DF 有线调度分机; JZ 转接总机。由图 1 1可以看出, 有线 -无线调度电话系统包括调度电话总机、 调度电话分机、调度回线以及转接总机、转接分机、车站电台、机车 电台等。在有线 -无线调度电话系统中,调度员通过调度所设备、调度回线 以及调度电话总机可以呼叫调度电话分机;同理车站值班员通过上述 设备亦可呼叫调度员。当车站值班员需与在本区间中行进的司机通话 时,车站值班员的话音电

6、流经车站固定台调制而变为高频电能,通过天线把高频能量变换为电磁波能量向周围空间辐射,于是被在此区间 的机车电台接收。经过解调后将高频能量转换成话音电流,从而可以 通话。同理司机也可通过机车电台同邻近车站值班员讲话。需注意的 是机车电台只能在某区间内呼出邻近车站电台,如图 1 1所示,若机 车在第三站与第四站之间运行,只能和第三站或第四站车站台通话, 而不能和第二站或第五站或调度所直接通话。2.电力调度电话电力调度电话主要供铁路电气化区段管理接触网供电来用。电力 调度电话区段的划分,必须与电力调度员管辖区一致。电力调度电话设备与行车调度电话设备相同,二者仅使用场合与 用途不同而已。电力调度电话总

7、机设在分局调度所,分机设在牵引变 电所值班员室、开闭所、接触网工区、分区亭、 AT 所、电力机车段及 折返段的值班员室、供电段调度室、无接触网工区的中间站车站值班 员室。电气化铁路的牵引电源均由电业部门供电,因此铁路供电设备的 运用、停电、检修等业务,应与有关电业部门的电力调度所联系。由 于供电直接影响列车运行,需要及时迅速联系,所以电力调度台与有 关电力调度所间应设直通电话或专用电话。3.货运调度电话货运调度电话供调度货运车辆以及指挥各主要车站装卸货物作业 用。货运调度电话区段的划分,应与货运调度员管辖区一致,调度电 话设备和行车调度电话相同。货运调度电话总机设在分局调度所,分机设在中间站货

8、运员及区段站、编组站、货运站的货运调度员处。 由于铁路调度电话均为指挥各种业务作业而用, 具有相当重要性, 应保证通信迅速不中断,且具有准确性。所以调度电话,尤其是干调、 局调、列车调度电话应有备用通信手段。各种调度电话都为封闭系统, 且在通常情况下,不考虑各分机间的通话要求。(二专用电话系统铁路专用电话系统是为铁路沿线备基层单位如车站、工区、领工 区等相互间以及与基层系统的上级领导机构相互间联系而用。目前专 用电话系统包括:电务专用电话系统、工务专用电话系统、车务专用 电话系统、各站电话系统、水电专用电话系统、电力专用电话系统和 桥隧守护电话系统。1.电务专用电话系统电务专用电话供电务段技术

9、人员调度指挥工作用,以保证在车站 和区间内的信号设备和通信设备可靠的工作。电务专用电话分机一般 安装在通信工区、信号工区、电缆工区和领工区,当总机设在通信站 时,在电务段调度室亦应设置专用电话机。2.工务专用电话系统工务电话供工务段技术人员调度管理工作、维护线路设备和建筑 物使用,一般俗称养路电话。养路电话一般设置在养路工区、路基工 区、桥隧工区和领工区。根据需要,在桥梁和隧道的巡守工值班室、 特殊看守的地点也可设置。当总机不在电务段调度室时,调度室内亦 应设置专用电话分机。3.车务专用电话系统车务专用电话供车务段技术人员进行调度管理使用。车务电话一 般设置在中间站的车站值班员室,中间站其它必

10、要的地点和车务段调 度室。4.各站电话系统各站电话系统供铁路各区段内车站间相互业务通话之用。目前我 国各站电话有人工接续方式和自动接续方式两种。现仅以人工接续方 式为例说明通信网的基本组成.如图 l 2所示。 图 l 2各站电话通信网由图 1 2可以看出,各站电话设备包括备站电话总机、各站回线 以及各站电话分机和电话所选叫设备等组成。在人工接续方式中,各 用户彼此间通话是藉助于电话员的转接完成的。各站电话用户不仅彼 此间可以通话,而且通过电话员的转接也可以和地区电话用户及长途 用户通话。随着近年来铁路电话通信的发展,中间站自动电话系统迅 速普及,所以各站电话系统,已没有必要和地区及长途电话联网

11、,因 此各站电话系统已逐步趋于封闭式的电话网。为了确保列车调度电话的畅通,构成通信网时,应考虑各站回线可作为列车调度电话回线的 备用线。各站电话分机一般设在车站值班员室、列车乘降所、货运室、 通信、信号、电力接触网工区及领工区、变电所、分区亭、给水所及 领工区、公安派出所、学校、采石场和车务段等。各站电话系统一个 区段内连接的分机数量一般不超过 1015台。超过 15台时,可将各 站回线分段,远区段超过衰耗标准时可采用遥控通路完成通信。 5.水电专用电话系统水电专用电话供水电段技术人员进行生产调度及管理使用。水电 电话一般设置在水电段变电所值班员室、电力工区及领工区、自动闭 塞电力工区及领工区

12、、给水所及领工区及水电段值班室。6.电力专用电话系统电力专用电话系统供交流电气化铁路区段的牵引供电段的技术人 员进行生产管理使用。电力专用电话设在沿线的接触网工区、牵引变 电所、开闭所、分区亭、 AT 所及领工区。7.桥隧守护电话系统根据铁路通信设计规范的规定,铁路桥梁、隧道和隧道天井 由部队守护时,应装设守护电话。直接指挥桥梁、隧道守护部队的连、 营部亦应装设守护电话。(三区间电话区间电话是供运转车长当列车在区间内被迫停车及工务、电务、 电力等工作人员在区间工作时,与车站值班员或有关领导人员进行紧 急防护及业务通话使用的。区间电话能直接构成和邻近车站值班员的联系,并能接通该区段内的列车调度、

13、电力调度、客站、工务、电务、 水电电话回线以及通过有关回线接通长途台。设备:通信机械室设区间电话转接机,一般把区间电话机装在铸 铁盒内,安装在电杆上。为保证列车调度回线的质量,接线盒一般不 接列车调度回线,应分别接各站、工务回线。列车在区间被迫停车时, 可根据情况利用各站或工务电话,经长途台接通列车调度员。在电缆区段一般设一对区间电话回线。在电气化区段,因电力牵 引供电直接影响列车运行,维修接触网时,时间要求紧急,因此应加 设一对供电力维修专用的区间电话回线,通过转接扳键可随时接通电 力调度回线。区间电话机或接线盒的间隔,一般不应大于 1.5km 在自动闭塞区 段,其位置应与通过信号机相对应,

14、距信号机的距离不得大于 lOOm 。 (四中间站自动电话系统在铁路沿线各中间站为各种用户设置自动电话,将其纳入邻近大 站的自动电话总机中,以实现各中间站的非公务电话。中间站自动电 话通道目前大都使用光接入网设备解决。(五其它区段通信业务铁路区段通信系统,除了包括上述四种电话系统外,还应给其它 为铁路运输服务的信息提供通道,如铁路调度集中系统的信号、牵引 供电远动系统、自动闭塞、电力远动系统的控制信号、车辆故障检测 系统的信息、列车确报电报信号等,均可使用铁路区段通信系统的通 道。列车确报电报是供相邻编组站及编组站与区段站之间及时传递列 车编组顺序使用,以便根据确报正确、及时地掌握车流,编制分局

15、和 车站作业计划。 分局确报所需要收集本分局管内各确报所的确报信息, 以掌握运输状况,因此,列车确报电报网是以分局确报所为中心汇接 本分局管内的各个确报报路。(六铁路站场通信系统它主要是解决站场工作人员相互通信的问题。主要设备是车站电话集中机、 站场扩音机等。 铁路站场通信系统包括站场电话系统、站场扩音对讲系 统、站场无线电话系统和客运广播系统。图4-1 站场通信网示意图 1.站场电话系统站场电话系统供站内运输人员指挥站内行车和调车作业,以及联 系车站日常运输组织工作而使用。它由站内纵向通话系统和横向道透 系统两部分构成,如图 1 3所示。在编组站、区段站、客运站和货运站,应按下列指挥人员为中

16、心 设置集中式电话设备,构成放射状的纵向通话系统。(1车站调度员;(2车站 (场 值班员; 图 l 3站场电话系统示意图(3调车区长;(4驼峰值班员;(5货运调度员;(6货运值班员;(7列检所值班员;(8列车段 (车务段 值班员;(9机务段 (折返段 值班员。站场横向通话系统指运输作业人员相互间联系的业务电话,如调 车员、车号员、列检人员,以及统计、货运、客运、给水等系统。每一业务系统均设置单独回线,每一回线可采用磁石式或共线自动式电 话并联连接。2.站场扩音对讲系统站场扩音对讲系统包括行车作业系统使用的对讲设备以及供调 车作业系统使用的对讲设备。前者以车站值班员为中心,连接有关用 户进行扩音

17、对讲;后者则以调车区长为中心,连接所属各部门用户进 行扩音对讲。扩音对讲设备由电话集中机、扩音机、扩音转接机、室外扩音通 话柱、扬声器等部分组成。通过上述设备,室内值班人员与室外作业人员可以互相对讲,并 且室内值班人员和室外作业人员都可以向室外扩音。3.站场无线电话系统站场流动作业人员横向之间和流动作业人员与固定作业人员纵向 之间,均需要及时联系。为保证作业人员的安全和提高工作效率,有 条件时,应尽量采用站场无线电话设备。流动作业人员携带袖珍电台 与固定工作人员处设置的固定电台联系,或流动作业人员相互间通话 联系,可以代替站场内的有线电话和扩音对讲设备,且灵活方便,减 低站场噪音分贝数,是发展

18、站场通信的方向。站场无线电话设备采用的工作频率应选用国家无线电管理委员 会分配给铁路站场的专用频率。在编组站、区段站、客运站、客车技术整备所,可建立下列站场 无线电话系统:机械化驼峰调车系统、简易驼峰调车系统、驼峰尾部调车系统、联送调车系统、检车系统、车号系统、接发车系统等。 站场无线通信可根据站场具体情况,以有线与无线结合方式构 成,也可全部按无线方式构成。4.客运广播系统客运广播系统供客运作业使用。在客运站或旅客最高峰人数大于 300人的客货运站可装设客运扩音设备。 扩音机应设在广播室或邻近的 通信机械室内。为了便于客运服务,客运扩音设备常采用分路输出,即通过分路 控制设备可以分别向候车室

19、、各站台、站前广场等处进行广播。对于 扬声器的配置应注意和扩音机的输出阻抗匹配,并应注意声音效果。 (七区段数字调度系统(数字调度系统区段数字调度系统是近几年投入使用的铁路数字专用通信系统 , 它采用了数字时分交换技术、计算机硬软件控制技术、数字信号处理 技术和环形网络自动保护技术等,集中了传统的区段调度、专用通信、 站场、站间通信、区间电话等功能,实现了区段、车站通信设备一体 化。区段数字调度系统组网时由一套主系统和若干套车站分系统组 成,主系统设于站段调度所或大型调试指挥中心车站分系统由数字调 度主机、车站操作台组成,设于站段管辖范围内的各车站,主系统与 分系统之间通过 2Mbit 数字传

20、输通道与主系统相连,主要用于接入车 站操作台、远端调度分机、站间电话、区间电话和站场电话等。(八通信线路部分长途通信光电缆线路、地区通信光电缆线路、站场通信光电缆线 路、漏泄同轴电缆线路、天线铁塔等。地区站场电缆包括全塑市话电 缆,低频对称电缆、光缆和广播控制电缆。电缆线路建筑施工程序与 长途光电缆线路类似,区别是施工地域相对集中,短段电缆、分歧电 缆较多,市话电缆芯数较多,测试相对简单,人力需要较少(九通信设备部分。通信站设备的安装包括传输、交换、专用通信等主要系统的核心 设备以及电源设备、引入配线设备、网管设备等。主要施工工序为有:列架和槽道的安装、电源设备安装、机架、引入配线设备安装配线

21、、 接地装置边接等。设备安装一般采用防静电地板下设底座加固方式, 主要施工程序为:机械室设备:引入综合柜、 配线柜 (箱 、 电源设备、 传输及接入设备、区段数字通信调度系统车站分系统、扩音设备无线设备等。设备安装一般采用水泥地面直接固定安装方式。传输及接入 系统调试完成后可开始各种专用通信及区段通信设备的调试二、铁路通信系统的组网铁路通信是专门为铁路的运输生产、经营管理、生活服务等建立 的一整套通信系统。铁路通信主要由传输网、电话网和铁路专用通信网组成 。 传输系统主要以光纤数字通信为主,为信息的传递提供大容量的 长途通路;电话交换以程控交换机为主要模式,利用交换设备和长途话路, 把全路各级

22、部门联系在一起。铁路专用通信直接为运输生产第一线服务,必须保持良好的通信 质量,做到迅速、准确、安全、可靠。1. 光纤传输系统网络结构一般由骨干层和接入层两层结构组成,骨干层位于主要交换接点 之间,承担局间中继和部分干线话路,为各种专业网提供速率不等的 传输通道,接入层位于交换节点与用户之间,为车站及区间用户提供 话音或数据传输通道。2. 电话交换网网络结构是由交换设备、电缆线路和用户终端构成,为铁路各单位、各部 门的用户提供电话联系服务,铁路电话交换网的结构分为本地电话网 和长途电话网。本地电话交换网即地区电话交换网 , 用于一个城市或地区范围内各铁路单位之间的公务联系,在一个长途编号区范围

23、内,由若干个端 局和汇接局、局间中继、用户线和用户终端组成。自动电话交换机目 前普遍采用数字程控交换机, 它采用微电子技术及计算机和软件技术, 具有体积小、重量轻、容量大,可靠性高,新功能齐全,安装维护简 便快捷等一系列优点。3. 专用电话网传统的铁路专用通信直接为运输生产第一线服务,主要业务包括 干、局线通信、区段通信,站场通信,无线专用通信,应急通信和列 车通信。在三级调度电话网中,铁路局和站段为各层网络的相切点,干线、 局线调是一个呈辐射型的星形网络,区段调度网络是一个链状的总线 型网络。第三部分 铁路通信工程相关工程组成长途光电缆线路:在桥梁、 隧道地段, 一般采用槽道敷设方式, 客运

24、专线采用全线贯通槽道敷设方式。光缆接续是光缆工程中的关键工序,体现了光缆施工的质量和技 术水平。光纤的接续使用光纤自动熔接机,采用电弧熔接法进行接续。 光纤接续过程中,用 OTDR 进行全过程双方向监测。通信站设备:通信站设备包括传输、交换、专用通信等主要系 统的核心设备以及电源设备、引入配线设备、网管设备等。主要施工 工序为有:列架和槽道的安装、电源设备安装、机架、引入配线设备 安装配线、接地装置边接等。设备安装一般采用防静电地板下设底座 加固方式,主要施工程序为:地区站场电缆线路:包括全塑市话电缆,低频对称电缆、光缆和 广播控制电缆。电缆线路建筑施工程序与长途光电缆线路类似,区别 通信工程

25、建筑工程 安装工程长途光电缆线路站场光电缆线路 漏泄同轴电缆 天线铁塔 通信站设备 区间设备 (接入点设备、 无线设备、 零星设备 列架、槽道 机架、引入和配线设备 电源设备和接地装置 系统设备(传输、交换等 调度中心设备中间站及站场设备(机械室设备、终端设备是施工地域相对集中,短段电缆、分歧电缆较多,市话电缆芯数较多, 测试相对简单,人力需要较少。机械室设备:引入综合柜、配线柜(箱 、电源设备、传输及接入 设备、区段数字通信调度系统车站分系统、扩音设备无线设备等。设 备安装一般采用水泥地面直接固定安装方式。传输及接入系统调试完 成后可开始各种专用通信及区段通信设备的调试。无线通信工程:主要包

26、括无线铁塔、漏泄同轴电缆线路,光纤直 放系统、 无线设备 (无线电台、 移动交换中心、 基站控制器、 基站设备 的安装和系统调试等。第五部分 铁路无线通信系统介绍一、铁路无线列调通信系统调度员除了利用有线调度系统与车站值班员进行通信联络 , 在很 多场合 , 尤其是紧急情况 , 还需要通过无线电波直接或经过车站值班员 与运行中列车通信 , 指挥调度列车的运行。 行进中的列车也需要把运行 中发生的情况通过无线通信及时向调度员和车站值班员报告 . 这种以 铁路运输调度为目的 , 利用无线电波的传输 , 完成移动体与固定体之间 或移动体之间信息通信的系统 , 称为列车无线调度通信系统 ,简称无 线列

27、调。 这是一种专用的移动通信系统 , 在铁路上得到广泛的应用和普 及 , 成为调度通信系统的重要组成部分。列车无线调度电话用于列车调度员、机车调度员、车站值班员等 行车指挥人员和机车司机及运转车长建立通话联系。 主要由调度总机、 调度台、车站台、机车台,运转车长手持台、监测总机和录音装置组成。在山区、隧道等弱场强区,采用漏泄同轴电缆加中继器或光纤直 放站构成无线传输线路解决,满足无线通信场强覆盖的要求。450MHz 无线列车调度电话采用有线 -无线相结合的组网方式, 有线 部分采用四线制传输,利用两对电缆芯线把调度总机、调度控制台与 车站台连接起来,实现整个调度区段的列车无线调度通信。车载台与

28、 车站台及手持台之间则通过无线的方式进行连接。该系统中采用了四 频组的频率配置方式,同一调度区段各车站台的双工发射频率按 f1、 f2、 f3的交替设置,以减小邻站干扰。(一工作方式无线电台之间用以下三种方式进行通信1. 单工方式单工方式是通信双方在同一时刻只能单方向传送信息,操作者利 用按键开关(PTT 控制无线电台收信和发信状态。当一方按下发送按 键时,天线与发信机相连接而处于发送状态,对方则应松开发送按键 使天线与收信机连接而处于接收状态。要使信息反向传送,则需要双 方改变原来的收发状态,见图 6-1(a 。在单工工作方式中,由于每个电台的收发不同时进行,不需要两 根天线或天线共用装置(

29、双工器 。设备简单,价格便宜,也不会造成 电台内收发信机之间的反馈振荡,加之在不发话时,由于发信机不工 作,电台功耗不(收信机耗电远小于发信机耗电 ,因此在手持电台和 一些便携电台常常采用单工方式,以减小体积和携带电池的重量。 由于单工方式需要双方利用按键来控制收发状态的变化,对初次使用者往往因操作不习惯和双方收发状态变换配合不好造成通话断 续,甚至阻断通话(双方都处在发射状态 。在有线用户(调度员通 过有线传输系统再经过固定无线电台与移动电台通信时,由于不能直 接控制固定电台的收发状态变化而往往采用声控方式,这又会因讲话 的方式不同造成音节的丢失。因此在与有线用户的通信中一般不采用 单工方式

30、,而仅仅在移动电台之间和移动电台与固定电台(车站值班 员之间采用这种方式。如果电台的收发信机使用同一个频率工作,称为同频单工(单频 道单工链路 。这种方式使用方便,在电台场强覆盖范围内,由于使用 同一频率,不需中转台(基地台就能使系统内任意两个电话都能通 话,第三者也能加入通话,但如果有两个以上的电台同时按发射键时, 就会产生不同源间在同一频率的相互干扰同频干扰。如果在同一 地区内有多个不同频率的单工系统工作时,相距较近的电台间可能要 产生干扰(互调干扰 。只有各个频率的间隔大于 4MHz 才能避免这种 干扰,但这样使频率的利用率太低,不宜组成较复杂多频道的单工移 动通信系统。如果收、发信机使

31、用不同频率工作,称为异频单工方式(双频道 单式链路 。一方发送频率1接收频率2,另一方发送频率2接收频 率1,在1和2之间有一定的频率间隔, 150MHz 频间隔为 5.7MHz , 450MHz 频段间隔为 10MHz , 900MHz 间隔为 45MHz ,以减少对邻近电台 的干扰。多个移动电台使用一对收发频率进行异频单工通信时,就必 须设一个基地电台进行转发,所有移动电台都发送1,接收2,基地电台将接收到的1转换成2再发送出去,如图 6-2(a 所示,基地电 台的收发同时进行, 收发分别使用各自的天线或通过双工器共用天线。 由于基地电台接收灵敏较高,发射功率也大,增加了无线通信范围。 当

32、有多个信道共用一个基地站时,基地站收发各占一段频率(发送频 率占用较高的频段 ,提高了频率的利用率。从移动电台到基地台方向 称为上行,从基地台到移动电台方向称为下行。2. 半双工方式如果把异频单工中一方天线改为收发专用的两根天线或通过天线 双工器共用一副天线,这部电台就可以同时进行接收和发送(发信机 处于常发状态 ,即双工方式,但另一方仍为单工方式,这称为异频半 双工或半双工方式,见图 6-1(b所示。在这种方式中,有线用户(调度员就可以经过有线系统和有线 /无线接口,与双工电台(基地电台相连接以双工方式与移动电台通 信,移动电台仍为单工方式,如图 6-2(a 所示。3. 双工方式如果把异频单

33、工的双方天线改为收发专用或都使用双工器,双方 电台都可以同时进行收信和发信,称为异频双工或双工方式(双频道 双工链路 见图 6-1(c 。 这时每一方向通信都不需要用按键开关控制, 任一方在发信时都可以同时收信,就像日常打电话一样方便。由于双工方式在通信过程中,不管用户有无信息要发出,发信机 总是处于发射工作状态,电源消耗大,天线双工器又增加了电台的体 积,所以对于要求体积小,重量轻而通话范围又要求大的手持电台是不利的,因此多用于车载电台和固定或半固定电台,以及距基地站近、 发射功率小的手持电台(例如蜂窝式移动通信网的手持电台 。 电台 B (移动台或基地台电台 A (移动台或基地台图6-1

34、三种工作方式(c 双工制f 1f 2移动台 B基地台 A1(b 同(异半双工制电台 B电台 A(a 同(异频单工制当多个双工移动电台间相互通信时,由于频率间的配合必须通过 基地站转接,并因为二个电台处于常发常收状态,就需要占用两个双 频通道形成双频双工链路,由基地站进行转发。如图 6-2(b 所示, 甲电台发1收2,乙电台发3收4,基地站将收到的1转换为4发 出,收到的3转换为2发出。图6-2 基地站的转接方式 双工移动台间通信 异频单工台间通信双工 双工 移 动 台 移动台双工方式中两个移动电台通过基地站转接通信时,要占用四个频 率,在有线和无线用户间通信时,同半双工一样只占两个频率。所以

35、在铁路无线调度通信中,司机与调度员和车站值班员通话时,可采用 半双工方式或双工方式。在目前我国列车无线调度系统中,上述三种方式都有应用,因此 也要求无线调度设备应尽可能地兼容这三种方式。(二系统组成如图 6-3所示,列车无线调度系统一般由以下几个部分组成。1. 调度所设设备调度所设备是在调度所内的设备总称,包括调度总机、调度控制 台、录音机以及监测总机等部分,供调度员与机车司机、车站值班员 进行通话,必要时还可以进行数据通信。监测总机用于监测各个地面 台的状况。2. 沿线地面设备设在铁路沿线的地面固定电台,称为基地电台或车站电台,包括 与传输设备相连的控制转接部分,收信机和发信机,双工器和传输

36、线 及天线 (合称天馈线系统 , 以及车站值班员通话部分 (又称调度分机。 每个地面电台的场强必须覆盖大于两个相邻地面固定电台之间距离的 二分之一,能与覆盖区域内的移动电台建立可靠的通信联络,所有的 地面电台应能覆盖整个调度区间, 覆盖地区可靠概率应不小于 95%, 在 地形复杂和电气化区段也不应小于 90%。 为了确保场强覆盖率, 使列车 在山区和隧道等弱场区内运行时仍能进行可靠的调度通信,就应在这 些地区设置无线中继器,以增大电场强度,并在隧道中安设电波诱导 装置,如漏泄同轴电缆,把电波引导到不易达到的空间。为了保证调度通信不间断,地面设备还应有通道自动切换功能, 即移动电台从一个地面电台

37、场强覆盖区进入另一相邻地面电台场强覆 盖区时,与调度员通话的通道应能自动地从弱场强的地面电台转换到 强场强的地面电台,以保持通信的连续性。3. 移动电台设备移动电台设备是装在运行列车上的无线通信设备,有机车电台和 车长电台。机车电台是固定在机车上的,体积较大,有收信机、发信机、短传输线和装在驾驶室外的天线及通话手机等组成,有同频单工、异频 单工、双工(需加天线双工器及单双工兼容几种制式。车长电台通 常为体积小的手持电台或便携电台,收、发信机,通话装置及天线集 于一体,一般为同频或异频单工电台。4. 传输设备把调度设备和沿线各地面固定电台连接起来,为信息传输提供音 频通道的设备称为传输设备。 根

38、据调度区间大小和设备间的距离远近, 以及传输设备的类型,可以是实回线(二线或四线通道或多路复用 (四线通道设备,多路复用方式可以是模拟的(如载波端机 ,也可 以是数字的(PCM 端机 ,可以用高频电缆,也可以用光缆做为传输线 路,甚至可以用微波等无线传输设备。如图 6-3所示,调度员利用调度所设备,通过传输设备连接到与 运行列车最接近的地面电台,再用无线方式与机车电台建立全双工或 半双工通信,以实现直接指挥司机的调度作业。也可以由调度员向车 站值班员下达运行计划,再由车站值班员通过无线通信对机车司机进 行指挥调度。调度员间接调度司机。车站值班员可以通过车站电台与 机车司机、运转车长进行通话,这

39、种通话有时称为小三角通信,而把 调度员、车站值班员和司机之间的通信称为大三角通信。列车无线调度系统中,移动电台之间的通话必须在同一地面电台 覆盖区内以单工方式相互通信。(三系统制式根据铁路运输指挥作业方式不同,以及线路能力的差别,有不同 的系统制式。1.A 系统制式A 系统适用于装设有调度集中设备的铁路干线, 以调度员直接指挥 司机为主的作业方式调度区间。采用有线 /无线相结合的组网方式,即 调度所设备至各基地电台之间信道用四线音频话路,基地电台至移动 设备用无线通信方式。基地电台按场强覆盖合理设置,并具有跟踪功 能以保证通信连续。调度员可以个别呼叫指定的司机,也能够识别司 机的呼叫,还能够向

40、调度区间内所有的机车司机发出呼叫(全呼 。调 度员和司机之间除了话音的双工或半双工通信外,还或以传输数据和 指令,并能在调度所内打印和加工显示,以便及时掌握列车运行状态。 为了保证系统正常工作,调度所设备应能对各基地电台进行集中监测 和检测。在紧急情况下,机车司机可以向调度发出紧急呼叫。由于不 是在每个车站都设有基地电台,所以车站值班员需要经调度转接后才 能与司机通话,调度所设备要留有供车站和司机通话用的转接接口。 为了能在特殊情况下提供铁路非调度系统人员与列车的通信,列车无 线调度系统经调度员人工转接后可接入铁路电话交换网。2.B 系统制式B 系统制式适用于繁忙的铁路干线, 以车站值班员办理

41、行车业务为 主的方式,也采用有线 /无线相结合的方式,在调度区间内,沿线设有 车站电台以覆盖整个区间。B 系统应优先满足调度员与司机的双工或半双工通信。 调度员呼叫 司机时,先选叫运行列车最近的车站电台(选站 ,再呼叫该电台覆盖 区内的所有机车电台(组呼 ,然后用话音叫出所要通话的司机,下达铁路通信概论 铁路通信概论 通信 调度命令。调度员也可以通过各个车站电台呼叫调度区间内的所有司 机（全呼） 。机车司机在紧急情况下可向调度员发出紧急呼叫。车站值 班员可以通过车站电台与其覆盖区内的司机、运行车长进行通话。有 条件时，相邻车站值班员之间可通过车站电台进行通话。在同一地面 电台覆盖区内司机与司机

42、、车长与车长、司机与车长之间也可以进行 单工通话，异频单工的通话则需要经车站电台转接。B 系统也可以经调 度员人工转接进入铁路公务电话网。 3.C 系统制式 C 系统适用于以车站值班员办理行车业务为主的一般铁路线路和 支线上，车站电台按车站沿线布设，车站值班员与司机、运转车长之 间以同频或异频单工方式进行通话，车站电台设录音机记录通信内容， 有条件时相邻车站值班员间也可以通过车站电台进行通话。 二、铁路移动通信系统（GSM-R） 路移动通信系统（ ） GSM-R 是专门为铁路通信设计的综合专用移动通信系统。 GSM-R 在铁路业务的应用主要有：区间移动通信、尾部风压检测、 无线列车调度电话、列

43、车自动控制信息的传输、旅客通信业务。 1.GMS-R 的系统构成 GSM-R 系统主要由移动交换中心 MSC、基站控制器 BSC、基站 BTS 和移动终端设备构成。 MSC：提供与其它网络的接口其主要功能是完成呼叫的交换、控制 移动台的位置更新和越区切换过程。 BSC：负责对多个基站管理，通过特定的接口与移动交换中心的位 26 铁路通信概论 铁路通信概论 通信 置寄存器相连。 BTS：移动通信交换中心与移动电话终端之间进行信息传递的无线 电收发信电台。 2.GMS-R 的组网方式 GMS-R 的组网方式有单网和双网覆盖两种方式， 双网覆盖又分交织 覆盖和重叠覆盖两种形式。 27 铁路通信概论

44、铁路通信概论 通信 GMS-R的组网方式 重叠覆盖方 式 交织覆盖方式 3.漏泄同轴电缆 是一种具有天线功能的电缆，其原理是在同轴电缆的外导体上,开 启了”八”字形的槽口,使得电信号在电缆的传输过程中产生泄漏,将 电缆中传输的电信号传播到空中,以供无线终端接收。因此漏泄同轴电 28 铁路通信概论 铁路通信概论 通信 缆具有传输和发射的双重特性，广泛应用于电磁波难以正常传输的山 区、隧道等弱场分布地段。 4.漏泄电缆的配置 由于电信号从漏泄同轴电缆中不断耦合至空中，造成信号在漏泄 同轴电缆中传输时有一定的损耗，根据耗损量的不同，漏泄同轴电缆 分为三种不同的型号，在实际运用中，这三种漏泄同轴电缆搭配使用， 距信号源近的地段采用耦合损耗小的电缆，距信号源远的地段采用地 段耦合损耗段大的电缆，使得电磁波的分布相对均匀。当电缆中信号 强度减弱到一定程度时，通过中继器进行放大，在漏泄同轴电费中继 续传播。 5.光纤直放系统 光纤直放系统是采用光纤数字传输系统的原理，将无线传输信号 通过纤光数字通路延伸到弱场区，再通过直放站的发射机发送到空中 或漏泄同轴电缆。 29 专心-专注-专业